Ống lò thạch anh bán dẫn được sản xuất như thế nào？

Chất bán dẫnống lò thạch anhlà những thành phần thiết yếu được sử dụng rộng rãi trong các quy trình sản xuất chất bán dẫn chính, chẳng hạn như khuếch tán, oxy hóa và ủ. Nó cần duy trì ổn định các đặc tính vật lý và hóa học ngay cả khi cần tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ cao, áp suất cao và sự ăn mòn nghiêm trọng của môi trường hoạt động. Trong quá trình sản xuất chất bán dẫn, chất lượng của ống lò thạch anh ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và năng suất của các thiết bị bán dẫn. Vì lý do này, quy trình sản xuất ống lò thạch anh là rất quan trọng.

Các quy trình sản xuất chính của ống lò thạch anh

1. Lựa chọn nguyên liệu

Ống lò thạch anh chủ yếu được làm từ silicon dioxide có độ tinh khiết cao, có sẵn ở cả dạng tự nhiên và tổng hợp. Nguyên liệu thô có độ tinh khiết cao là yếu tố cần thiết để mang lại hiệu suất quang học, nhiệt và hóa học tuyệt vời cho ống lò thạch anh. Đặc biệt trong các lĩnh vực có độ chính xác cao như chất bán dẫn, yêu cầu về hàm lượng tạp chất, đặc biệt là tạp chất ion kim loại (như sắt, nhôm, natri, v.v.) trong nguyên liệu thô là cực kỳ nghiêm ngặt và phải được kiểm soát ở mức ppm.

2. Nóng chảy và đúc

Đã chọnthạch anhbột hoặc cục được nấu chảy trong lò nhiệt độ cao ở trên 2000°C để tạo thành chất lỏng thạch anh nung chảy đồng nhất. Kiểm soát nhiệt độ chính xác và môi trường khí quyển cụ thể (chẳng hạn như chân không hoặc khí trơ) là rất quan trọng trong quá trình này để ngăn chặn hiệu quả các khuyết tật do quá trình oxy hóa và ô nhiễm gây ra. Chất lỏng thạch anh nung chảy sau đó được liên tục tạo thành các ống bằng thiết bị kéo chuyên dụng hoặc khuôn như máy kéo ống.

3. Cắt và hoàn thiện mặt cuối

Các ống thạch anh định hình thường được cắt theo chiều dài yêu cầu thông qua thiết bị cắt như máy cắt kim cương hoặc máy cắt laser. Các đầu cắt của ống có xu hướng nhám nên cần mài mịn để đảm bảo độ mịn và phẳng của bề mặt. Các quy trình đánh bóng cơ học hoặc đánh bóng hóa học thường được áp dụng để loại bỏ các vệt và vết nứt nhỏ do cắt gây ra, có thể giúp các đầu ống đáp ứng các tiêu chuẩn về độ phẳng có độ chính xác cao và đáp ứng các yêu cầu bịt kín chân không của quy trình bán dẫn.

4. Lắp ráp hàn

Các ống thạch anh cắt cần được hàn ở nhiệt độ cao với các ống lõi lò, mặt bích và ống xả để lắp ráp phù hợp với bản vẽ tùy chỉnh của khách hàng. Sau khi hàn, lớp oxit trắng của ống thạch anh cần được loại bỏ thông qua đánh bóng ở nhiệt độ cao. Lớp này được tạo ra trong quá trình làm mát sau khi ống thạch anh được nung chảy ở nhiệt độ cao. Mặc dù bản thân nó vô hại nhưng nó ảnh hưởng đến độ truyền ánh sáng, độ phẳng và độ mịn của sản phẩm thạch anh. Đánh bóng ở nhiệt độ cao có thể loại bỏ lớp oxit một cách hiệu quả, tạo ra các ống trong suốt và sạch sẽ.

5. Xử lý ủ

Ứng suất bên trong được tạo ra trong các ống thạch anh sau quá trình tạo hình, cắt, hàn và đánh bóng, có thể ảnh hưởng đến độ bền cơ học và độ ổn định nhiệt của chúng. Do đó, tất cả các bộ phận thạch anh được chế tạo ở nhiệt độ cao cần phải trải qua quá trình xử lý nhiệt và ủ để loại bỏ ứng suất bên trong như vậy.

6. Kiểm tra chất lượng

Trong toàn bộ quy trình sản xuất ống lò thạch anh, việc kiểm tra đa khía cạnh nghiêm ngặt là cần thiết để đảm bảo thành phẩm đạt tiêu chuẩn. Việc kiểm tra bao gồm ứng suất bên trong (được kiểm tra bằng ánh sáng phân cực để phát hiện các đường ứng suất rõ ràng), độ chính xác về kích thước (chẳng hạn như kiểm soát dung sai đối với đường kính ngoài, độ dày thành và chiều dài), chất lượng bề mặt (độ nhám, sự hiện diện của khuyết tật, v.v.), tính chất cơ học (độ bền, độ cứng, v.v.) và độ sạch (thành trong không có tạp chất và bong bóng).